Цифровой генератор инфранизких частот

 

ЦИФРОВОЙ ГЕНЕРАТОР ИНФРАНИЗКИХ ЧАСТОТ, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых . импульсов и счетчик импульсов, ста рший разряд которого подключен к управляющему входу переключателя полярности , первый управляемый делитель напряжения, информационный вход которого соединен с источником эталонного напояження, второй управляемый делитель напряжения, информационный вход которого -соединен с выходом первого управляемого делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точнос ти формирования сигнала за счет уменьшения нелинейных искажений, в него введены накапливающий сумматор , тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, информационные входы соединены поразрядно с выходами счетчика импульсов, а выходы каждого разряда .соединены с соответствующими входами.первого и второго управляемых делителей напряжения, и суммирующий усилитель, первый, второй S и третий входы которого соединены соответственно свыходами первого и второго управляемых делителей напряжения и источника эталонного напряжения, а выход соединен с в.ходом переключателя полярности. сл О) со оо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3469103/18-21 (22) 09.07.82 (46) 30.10.83, Вюл. Р 40 (72) С.И.Кутовый и t0.Я.Гончаренко (71) Львовский ордена Ленина по.литехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.373(088,8) ,(56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 511681, кл. Н 03 К 4/02, 1972..

2. Авторское свидетельство СССР

9 388348, кл. Н 03 К 1/00, 1971 (54)(57) ЦИФРОВОЙ ГЕИЕРАТОР ИНФРАИИЗКИХ ЧАСТОТ, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых .импульсов и счетчик импульсов, старший разряд которого подключен к уп» равляющему входу переключателя полярности, первый управляемый делитель напряжения, информационный вход которого соединен с источником эталонного напояжения, второй управля„„80„„1051693 A

3(5f) Н 03 К 4/02 g Н 03 К 4/00 емый делитель напряжения, информационный вход которого .соединен с выходом первого управляемого делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью повьыения точности Формирования сигнала за счет уменьшения нелинейных искажений, в него введены накапливающий сумматор, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, информационные входы соединены поразрядно с выходами счетчика импульсов, а выходы каждого разряда .соединены с соответствующими входами. первого и второго управляемых делителей напряжения, и суммирующий усилитель, первый, второй . е н третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго управляемых делителей напряжения и источника эталонного напряжения, а выход соединен с входом переключателя полярности.

1051693

Изобретение относится к измерительной технике и может испольэоваться в цифровой измерительной аппаратуре различного назначения.

Известен цифроной генератор инфранизкой частоты, содержащий генератор тактовых импульсов, соединенный последовательно со счетчиком импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами управляемого делителя напряжения, вход 10 которого соединен с выходом источника эталонного напряжения и использующий принцип приближения Функций с помощью параболы Г1).

Недостатком изнестного генерато- 15 ра является большой коэффициент нелинейных искажений и вследствие этого низкая точность формирования выходных сигналов., Наиболее близким к предлагаемо му по технической. сущности является генератор, содержащий последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и счетчик импульсов, стар- ший разряд которого подключен к управляющему входу переключателя полярности, первый управляемый делитель напряжения, информационный вхоц которого соединен с источником эталонного напряжения, второй упранляемый делитель напряжения, информационный вход которого соединен с выходом первого упранляемого делителя напряжения, а выход подключен к входу переключателя полярности, причем управляющие входы уп- 35 равляемых делителей напряжения соединены с выходами разрядов счетчика импульсов $2 3.

В известном генераторе осуществляется аппроксимация синусоиды па- gp раболой. При этом коэффициент нелинейных искажений к„„х4,53,т.е. во многих случаях недопустимо велик.

Цель изобретения — повышение точности формирования сигнала эа счет 45 уменьшения нелинейных искажений.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой генератор инфранизких частот, содержащий последовательно соединенные генератор такто- $p вых импульсов и счетчик импульсов, старший разряд которого подключен к управляющему входу переключателя полярности, первый управляемый делитель напряжения, информационный вход 55 которого соединен с источником эталонного напряжения, второй управляе- мый делитель напряжения, информационный вход которого соединен с выходом перного упранляемого делителя напряжения, введены накапливающий сумматор, тактовый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, информационные входы соединены поразрядно с выходами счетчика импульсов, а выходы каждого 65 разряда соединены с соответствующими входами первого и второго управляемых делителей напряжения, и суммирующий усилитель, .первый, второй .и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго управляемых делителей напряжения и источника эталонного напряжения, а выход соединен с входом гереключателя полярности, Благодаря указанным особенностям в генераторе осуществляется аппроксимация синусоиды параболой четвертой степени и достигается существенно меньший коэффициент нелинейных искажений, чем н известных устройствах.

На фиг.1.приведена структурная схема генератора; на Фиг.2 поясняется метод аппроксимации функции

cosx, реализуемый н генераторе.

Цифровой генератор инфранизких частот содержиr генератор 1 тактовых импульсов,. счетчик 2 импульсов, накапливающий сумматор 3, первый управляемый делитель 4 напряжения, второй управляемый делитель 5 напряжения, суммирующий усилитель 6, переключатель 7 полярности, источник 8 эталонного напряжения.

Выход генератора 1 соединен с входом счетчика 2 и тактовым входом накапливающего сумматора 3, информационные входы которого поразрядно соединены с выходами счетчика 2, а выходы поразрядно соединены с входами первого и второго управляемых делителей 4 и 5 напряжения. Информационный вход первого управляемого делителя 4 соединен с выходом источника 8, его выход соединен с информационным входом второго управляемого делителя 5. Первый, второй и третий входы суммирующего усилителя 6 соединены соответственно с выходами первого и второго управляемых делителей 4 и 5 и источника 8, а его выход подключен к входу переключателя 7 полярности, управляющий вход которого соединен с выходом старшего разряда счетчика 2.

Генератор работает следующим образом, !

Тактовые импульсы с выхода генератора 1 поступают на вход счетчи" ка 2 и тактовый вход накапливающего сумматора 3. Старший разряд счетчика 2 задает режимы работы накаплинающего сумматора 3, переключателя 7 полярности и самого счетчика 2 в следующем порядке: первая и. третья четверти формируемого сигнала накапливающий сумматор 3 и счетчик 2 работают в режиме сложения, вторая и четвертая в режиме вычитания, первая и четвертая четверти — переключатель 7 полярности формирует поло1051693

15

25

h (2 „2 (4)

fl= I

2 эт ()алых 8 1 где 1>вых1

ЭТ

К

1 жительную полярность сигнала, вторая и третья - отрицательную.

Выходной код счетчика 2 поступает на входы накапливающего. сумматора 3 со смещением на один разряд (в сторону старших разрядов) . Такое подключение обеспечивает увеличение выходного кода счетчика 2 вдвое. На вход младшего разряда накапливающего сумматора 3 подан потенциал логической единицы. Таким образом, на входы накапливающего сумматора 3 с подачей тактовых импульсов поступает последовательность нечетных чисел. Накапливающий сумматор 3 осуществляет накопление суммы кодов, поступающих со счетчика 2. С приходом и --го тактового импульса счетчик .2 устанавливает на своих выходах код и, а накапливающий сумматор 3 суммирует код 2(п-1)+1=

2 и --1, предварительно установленный на его входах, с кодом, хранимым в самом сумматоре. Таким образом, на выходе канапливающего сумматора 3 реализуется код, изменяющийся по квадратичному закону

30 где n - -количество тактовых импульсов, поступивших на тактовые входы счетчика 2 и накапливающего сумматора 3 ..

С выхода сумматора 3 код посту-. пает на входы управляемых делителей 4 и 5. На выходе первого управляемого делителя 4 формируется напряжение, реализующее ступенчатую аппроксимацию квадратичной функции 40 выходное напряжение пер- .45 вого .управляемого делителя напряжения; максимальный информационный код управляемого делителя напряжения; 50 напряжение эталонного источника напряжения; масштабирующий коэффициент первого управляемого делителя напряжения; количество тактовых импульсов, поступивших на тактовые. входы счетчика 2 и накапливающего сумматора.

На выходе второго управляемого делителя 5 формируется напряжение, реализующее функцию

2 4 и 0 ы 1 и Оэт

"эых2- К "г- г . "Л где U 2 — выходное напряжение второго управляемого делителя напряжения;

k — масштабирующий коэффици2 ент первого управляемого делителя напряжения.

Напряжение с выходов источника 8 и управляемых делителей 4 и 5 поступает на входы суммирующего усилителя 6. Напряжение на выходе суммирующего усилителя 6 реализует Функцию ,„2(4( эт эт ()Вь х=(эт g ".,+ " К1К (4!

При К„= 1,22556, К = -0,18405 получим выражение о („1225К6 „1 0 22556 р4) () вь!х" эт% N 2й

С выхода суммирующего усилителя 6 однополярный сигнал поступает на вход переключателя 7, Сигнал управления, поступающий со старшего разряда счетчика 2, вызывает срабатывание переключателя 7, осуществляющего реверс полярности выходного напряжения. Полное заполнение счетчика 2 соответствует окончанию периода выходного напряжения.

Такое выполнение цифрового генератора инфраниэких частот повышает точность формирования выходных колебаний. Функция (5) является равномерным приближением ункции созх (фиг.2) и минимизирует наибольшее значение абсолютной ошибки на отрезке Осх -. Наибольшая абсолютная ошибка при таком приближении составлЯет Д= 9- 10 40ВЬ,Х, а коэффиЦиент нелинейных искажений »е превышает

КН„= 0,1%Таким образом, точно ."ть Формирования сигналов, по сравн ..нию с прототипом, увеличина в 45 раэ.

1051693

Составитель А.Смирнов

Редактор р.Сопко Техред Ж.1(астелевич Корректор Г.Решетннк

Эакаэ 8686/56 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иосква, М-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Уагород, ул. Проектная, 4